Ett chockerande sätt att fixa hjärnan

När Emad Eskandar pratar om en av sina neurokirurgipatienter med tvångssyndrom, pratar han inte om någon som ordnar sin skivsamling efter färg, storlek och namn. Eller någon som rituellt rör vid vredet på spisen två gånger innan han lämnar huset och säger: Förlåt, jag är lite OCD.

Eskandars OCD-patienter duschar tre timmar. De ägnar åtta timmar åt att rengöra sin omgivning med blekmedel. De fastnar vid handfatet i sitt hotellrum på mötesdagar, utan att kunna sluta tvätta händerna förrän någon kommer och hämtar dem. OCD drabbar uppskattningsvis 2,5 miljoner vuxna amerikaner. Men bara de som har uttömt alla andra behandlingsalternativ – Luvox, Anafranil, Prozac, kognitiv beteendeterapi – hamnar på Eskandars operationsbord på Massachusetts General Hospital. Då är de desperata nog att prova nästan vad som helst – även djup hjärnstimulering (DBS), en sista utväg som Eskandar har ägnat de senaste 15 åren åt att bemästra och förfina.

Den här historien var en del av vårt novembernummer 2015

• Se resten av frågan
• Prenumerera

I en inledande operation borrar Eskandar två hål i storleken av en krona i toppen av patientens skalle och sänker ner 42 centimeter långa elektroder cirka sju centimeter djupt i hjärnans grå substans. I en andra operation, vanligtvis ett par dagar senare, skapar han en ficka under huden i bröstet eller buken, implanterar en enhet som innehåller ett batteri och en pulsgenerator i detta nyskapade utrymme, och drar en tråd upp till skallen, förbinder det med elektroderna. När enheten slås på avger den en elektrisk ström som stimulerar de neurala fibrerna som transporterar information från primitiva hjärnområden associerade med motivation till frontalloben. I 50 procent av Eskandars fall följer ett mirakel: tvångstanken och tvångshandlingarna bleknar och försvinner sedan.

Även om behandlingen låter extrem, är det i vissa avseenden hans OCD-patienter som har tur. Det finns inget sådant FDA-godkänt sista utvägsalternativ för de miljontals amerikaner som lider av andra psykiatriska sjukdomar, såsom depression, posttraumatisk stressyndrom eller schizofreni. Eller för borderline personlighetsstörning och traumatiska hjärnskador. Men för alla dessa förhållanden kan det snart ändras.

Topp och botten: Den ledande kirurgen, Emad Eskandar, studerar CT-skanningen av patientens hjärna för att avgöra var elektroderna ska placeras.

Djup hjärnstimulering har använts i nästan två decennier för att behandla patienter med svåra former av Parkinsons (och sedan 2009 för att behandla ett mycket mindre antal patienter med OCD). Så många som 125 000 människor lever med elektroder inopererade i hjärnan. Som en del av president Obamas Brain Initiative leder Eskandar ett team av läkare, forskare och ingenjörer som är ett år på en femårig, 30 miljoner dollar insats för att använda DBS för att behandla allvarliga psykiatriska störningar, av vilka de flesta har övervägts för komplicerat och mystiskt för något sådant system som för närvarande finns på marknaden. Tillstånd som schizofreni, PTSD och depression kännetecknas av oförutsägbara förändringar i hjärnan som leder till intermittenta episoder. Att tämja dem kommer att kräva en ny typ av anordning som inte bara kan stimulera hjärnan utan att övervaka hjärnans aktivitet i realtid och upptäcka anomalier som i många fall neuroforskare ännu inte har identifierat.

Det kommer att vara upp till Eskandar, och teamet han leder tillsammans med sin mångårige MGH-samarbetspartner Darin Dougherty, att identifiera hur hjärnan hos människor som lider av dessa sjukdomar skiljer sig från friska individers. Och sedan måste de ta reda på vilken typ av elektriska stimuleringsmönster som kan användas för att fixa dem. Vi siktar på något löjligt ambitiöst, erkänner han.

Ingenjörer på andra sidan Charles River vid Draper Laboratory arbetar nära Eskandar för att utveckla den hårdvara som behövs. De har byggt en prototyp av ett DBS-system som ska kunna spela in signaler från hundratals platser djupt inne i hjärnan och på dess yta. Enheten kommer att använda mjukvara för mönsterigenkänning för att upptäcka avvikande aktivitet associerad med patologiska mentala tillstånd; då kommer det att stimulera områden i hjärnan som svar. Drapers ingenjörer håller på att tillverka en miniatyriserad version av enheten, som de hoppas kunna testa på människor så tidigt som 2016.

De flesta psykiatriker är överens om att nya behandlingar för psykisk ohälsa är desperat nödvändiga. Befintliga läkemedel för hjärnsjukdomar är ofta ineffektiva och ger ofta besvärliga biverkningar. En anledning är att droger förändrar kemin i hela hjärnan, inte bara intresseområdet, och modulerar beteendet hos annars friska neuroner (se Shining Light on Madness, juli/augusti 2014).

Med elektrisk stimulering, å andra sidan, kan läkare rikta in sig på diskreta populationer av neuroner, vilket begränsar behandlingen till små, isolerade områden i hjärnan som orsakar problemen. DBS tillåter oss att gå in i den faktiska kretsen som vi vet är inblandad i ett tillstånd, och vi stimulerar den och gör att den brinner eller inte brinner på det sätt som vi vill att den ska göra, säger Dougherty, psykiatern i samarbete med Eskandar för att regissera Mass General's Division of Neurotherapeutics, landets mest trafikerade center för psykiatrisk kirurgisk behandling. Det är natt och dag när det gäller robustheten.

För att behandla hjärntillstånd på detta sätt måste kirurgerna naturligtvis identifiera och förstå de exakta kretsarna som orsakar dem – vilket i många fall ännu inte har gjorts. Även om neuroforskare har lärt sig mycket om hur hjärnkretsar är organiserade och hur de fungerar, har det sällan varit möjligt att se dessa kretsar fungera i realtid. Men Eskandar och Dougherty säger att tekniken de designar och testar kommer att öppna upp den möjligheten. Att spela in flera fläckar av neuroner samtidigt under längre perioder, tror de, kommer att tillåta dem att förändra hur vi definierar och förstår olika typer av psykisk sjukdom – och, ännu viktigare, till slut leda till mer effektiva sätt att behandla dem.

Lugnar vattnet

Läkare har experimenterat med elektricitet för att behandla hjärnsjukdomar sedan antiken, i vissa fall till och med applicerat elektriska strålfiskar på skallen. Men DBS föddes i en fransk operationssal 1987, när en neurokirurg vid namn Alim Louis Benabid gjorde en slumpmässig upptäckt när han förberedde sig för att operera en patient som led av okontrollerbar darrning.

Emad Eskandar och hans team förbereder en metallenhet som kallas en CRW stereotaktisk ram, som hjälper till att styra processen.

I decennier hade den sista flämtningstekniken för sådana patienter varit extrem men ofta ganska effektiv: hjärnkirurger borrade helt enkelt hål i skallen och tog bort de områden i hjärnan som man trodde var orsaken till problemet. Tillvägagångssättet användes ibland för andra rörelsestörningar, samt svår epilepsi och vissa psykiska sjukdomar. Den dagen 1987 planerade Benabid att ta bort en bit av sin patients talamus, en valnötsformad struktur djupt inne i hjärnan. Genom att förstöra eller skada en del av vävnaden hade han för avsikt att skära ut källan till de strömlösa elektriska impulser som flyger ner i kroppens perifera nervfibrer och får patientens hand att skaka.

Hjärnkirurgi av något slag, naturligtvis, är ett förslag med hög insats. Felberäkningar kan orsaka förlamning, blindhet, till och med död. För att undvika överraskningar tog Benabid en vanlig kirurgisk försiktighetsåtgärd: han höll sin patient vaken i operationssalen, vilket är möjligt eftersom det inte finns några receptorer för neurala smärtor. Han förde in en elektrisk sond i den del av hjärnan han tänkt ta bort. Sedan gav han en puls och tittade noga på patienten för att säkerställa att stimuleringen inte hade några oväntade effekter. Det är en teknik som neurokirurger har använt i mer än ett halvt sekel för att verifiera att området de ska ta bort inte fyller en väsentlig funktion; den lilla strömmen i elektroden får nervcellerna runt den att avfyras, vilket avslöjar vilken, om någon, roll de spelar i kroppsliga processer.

År 1987 hade neuroforskare utvecklat ett protokoll som Benabid lyckligtvis bestämde sig för att ignorera. Istället för att stimulera hjärnan på sin patient med en frekvens på 50 hertz vred han upp vredet till nästan 100 hertz. När han applicerade elektroden på sitt mål hände något oväntat: patientens hand slutade skaka - för första gången på flera år. När Benabid stängde av strömmen återupptogs skakningarna. När han slog på den igen stannade den igen. Att stimulera vid hög frekvens, insåg han, tystade på något sätt de besvärliga signalerna.

Kirurgen är redo att försiktigt föra in elektroderna i den riktade platsen i hjärnan.

1991 publicerade han ett dokument som beskriver hur han använder DBS för att behandla skakningar på båda sidor av kroppen. Han följde upp med ett annat landmärke som visade att han kunde lindra många av de andra försvagande symtomen på Parkinsons, inklusive långsammare rörelser och muskelstelhet. U.S. Food and Drug Administration godkände DBS för användning vid skakningar 1997 och för Parkinsons 2002. Det har nu använts på tiotusentals patienter.

Trots det, år senare, diskuterar forskare fortfarande varför DBS fungerar. Forskare hade länge vetat att okontrollerbar darrning på något sätt orsakades när felaktiga signaler som härrör från strukturer djupt i hjärnan kontinuerligt aktiverade områden i den motoriska cortex som kontrollerar kroppens rörelser. På 1980-talet visste de till och med vad som orsakade dessa signaler vid Parkinsons – otillräckliga mängder av ett kemiskt signaleringsmedel som kallas dopamin i strukturer som kallas basalganglierna. Under decennier förblev dock organisationen av basalganglierna och andra egenskaper i hjärnans inre skikt till stor del en fråga om spekulation.

Benabid teoretiserade att stimulering av neuronerna undertryckte den onormala aktiviteten. Under det senaste decenniet eller så i djurstudier har neuroforskare mer exakt mätt neuronal produktion och funnit att DBS tvärtom verkar stimulera aktivitet. Philip Starr, en neurokirurg vid University of California, San Francisco, som är specialiserad på rörelsestörningar, har formulerat en ledande teori: han tror att DBS fungerar genom att desynkronisera skjutmönster i kretsar.

Precis som energi som rör sig genom havet, färdas elektriska signaler som passerar genom hjärnan i vågor. Och som i en havsstorm, kan en stor våg som rör sig i rätt hastighet lägga in alla små vågor i dess väg. Vid Parkinsons bygger onormal aktivitet på sig själv och skapar patologiska aktivitetsvågor som får kontroll över kretsen och överröstar all annan aktivitet. DBS bryter upp dessa vågor igen, vilket gör att kretsen kan låsas upp och mindre signaler kan ta sig igenom.

Oavsett mekanismen bakom DBS, var det bara en tidsfråga innan forskare började överväga hur de skulle kunna utöka tekniken för att behandla andra hjärnsjukdomar - i synnerhet svårlösta psykiska sjukdomar.

Depression

Den dagen jag besöker Emad Eskandars operationssal på generalmässan läggs hans patient på en bår iförd en festlig mörkblå nyans av nagellack. Patienten plågas av OCD och har misslyckats med att svara på alla andra behandlingsalternativ. Nu ligger hon sövd bland brickor med blanka metalliska skalpeller och saxar, och sköterskorna har draperat henne i ett vitt lakan. De har också rakat hennes huvud och, med hjälp av klämmor och skruvar, fäst en rejäl, lådliknande ram till hennes panna och sidorna av hennes skalle. Varje arm på ramen är etsad med de små siffrorna på en linjal, ner till millimetern. Siffrorna gör det möjligt för Eskandar att exakt rada upp de ihåliga metallledningarna han planerar att trycka genom sin patients cortex och in i mitten av hennes hjärna, följa en rak väg till sitt mål.

Operationen börjar med att man borrar hål i storleken av en krona i skallen, genom vilka elektroderna kommer att föras in.

Först måste dock neurokirurgen kartlägga den vägen. Eskandar sitter i närheten i scrubs, en kirurgisk mask rakt nedtryckt på sin blå kirurgiska mössa och flyttar en muspekare över en punkt i mitten av en av fyra bilder som visas på en monitor, som föreställer patientens hjärna. Varje bild är tagen från en annan vinkel. Det här är perfekt – du vill vara här, säger han till en yngre kirurg. Det är din ingångspunkt.

Eskandar har implanterat elektroder i mängder av OCD-patienter; han var bland de första neurokirurgerna som började utföra interventionen experimentellt, långt innan den godkändes för utbredd användning av FDA 2009. Det var precis den typ av möjlighet han hade hoppats på när han bestämde sig för att gå på läkarutbildningen.

Han hade utmärkt sig i matematik och fysik på gymnasiet och gick in på University of Nebraska med avsikt att bli kemiingenjör. Men det ändrades när han fick ett nattjobb och arbetade på en psykiatrisk institution och övervakade patienter som upplever akuta psykotiska avbrott. Patienterna han träffade gjorde ett djupt intryck. Där var matematikprofessorn med en doktorsexamen från Northwestern, hopplöst förvirrad av sina egna vanföreställningar. Eskandar minns också en rufsig kille i hans egen ålder, som hörde röster i Van Halen-låtar och en gång hoppade över staketet under en friluftslivsperiod när Eskandar inte var uppmärksam. Polisen hittade patienten ett par timmar senare, stående mitt på motorvägen och dirigerade trafiken med en gaffel.

Eskandar var fascinerad av omfattningen av dessa vanföreställningar och förvånad över hur lite läkare förstod om psykisk ohälsa. Det var en helt annan känsla än ett vanligt sjukhus, minns han. Det var som, 'Vet någon verkligen vad som händer?' Han sökte till läkarutbildningen i hopp om att låsa upp hjärnans mysterier. Efter en period med hjärnforskning vid National Institutes of Health, fick han ett residens på Mass General Hospital precis när FDA godkände den första användningen av djup hjärnstimulering för rörelsestörningar. Efter att ha underhållit och hållit uppsikt över patienter med hjärnsjukdomar bara några år tidigare, fann han sig nu operera på dem, och i processen fick han möjlighet att mäta deras neurala aktivitet och gå med i jakten på orsakerna till ett sådant bisarrt beteende. Han stannade på generalmässan efter att hans residensperiod upphört.

Nu står Eskandar över OCD-patientens nakna hårbotten och markerar hans ingångspunkter med en Sharpie. Sedan knäpper han fast ett fäste på metallramen som omsluter patientens huvud, justerar vinkeln för att passa siffrorna och låter samlingen av sjuksköterskor, boende och andra observatörer veta att han är redo. Inom några minuter har han öppnat två borrhål i patientens skalle och använt huvudriggen för att föra två långa, ihåliga metallrör ner genom de yttre lagren av hennes hjärna och in i mitten av den grå substansen. In i rören skjuter han in ett par tunna elektroder som ska kopplas till enheten han planerar att implantera senare. Sedan tar han bort rören, syr elektrodledningarna in i hårbotten med silkestrådar och fyller borrhålen med snabbhärdande cement.

Enheten som ska implanteras i patientens kropp är effektiv vid behandling av OCD. Men den använder teknik som har funnits i decennier, och veteran neurokirurgen är säker på att han och andra läkare bara har skrapat på ytan av vad som kan vara möjligt när dagens teknik uppgraderar DBS-systemen som finns tillgängliga i operationssalen. Tänk på vad som har hänt under de senaste 20 åren när det gäller miniatyrisering och Moores lag och allt, säger Eskandar. Du har den här enheten som kom ut på 90-talet. När den designades på 1980-talet hade jag inte ens en mobiltelefon.

Eskandars team tittar på inspelningar som fångar aktiviteten hos enskilda neuroner i patientens hjärna. Under operationen genomgår patienten tester för att kartlägga sina neurala kretsar.

Det nya systemet som utvecklas på Draper, som Eskandar och hans Mass. General-kollegor hjälpt till att designa, kommer att kunna samla in data från så många som 320 elektroder – inklusive flera grupper av sensorer placerade på det yttre lagret av hjärnan – och ge stimulering i enlighet med detta. . Istället för en skrymmande processor implanterad i en patients bröst eller mage, kommer enheten att bestå av ett miniatyriserat centralt nav, mindre än en mobiltelefon, med ett inbyggt batteri. Det hela kommer att vara tillräckligt kompakt för att passa tätt på baksidan av skallen. Skallenavet kommer att fästas på så många som fem elektroniska satelliter av keramik och titan som är tillräckligt små för att passa in i borrhål som borras i toppen av skallen. Var och en av dessa satelliter kommer att samla in och vidarebefordra data från elektroderna som kommer att kopplas till sensorerna eller ledningarna djupt i hjärnan. Teamet har också skapat en fjärrbasstation som kommunicerar trådlöst med skallhubben; den kan ladda navets batteri och analysera data den har lagrat under dagen.

Den nya enheten, med dess många ledningar och sensorer, kan vara nyckeln om Eskandar och hans kollegor ska utöka tekniken till depression och andra, mer komplicerade psykiska störningar. I mitten av 2000-talet fick han och Dougherty godkännande att genomföra en studie som använde DBS för att behandla depression. Resultaten var i vissa fall anmärkningsvärda och antydde den potential som teamet nu försöker realisera. Men i många andra fall var behandlingen frustrerande ineffektiv. En mer avancerad apparat skulle kunna innebära mycket mer exakta insatser skräddarsydda för enskilda patienter och kanske en effektiv behandling för en större grupp människor.

Deras första patient hade provat alla mediciner som vetenskapen hade att erbjuda, för att inte tala om 30 omgångar av elektrokonvulsiv terapi. Hon hette Liss Murphy, och när hon träffade Dougherty 2006 var hon desperat. Ett par år tidigare hade hon varit en dynamisk, 30-något PR-chef som bodde i Chicago. Men depressionen hade gjort henne oförmögen på några veckor, vilket gjorde att hon knappt kunde tala. En dag lämnade hon jobbet och gick aldrig tillbaka. Hon tvingades flytta hem till Boston-området 2004 och hamnade på McLean Hospital.

Efter att Eskandar opererade Murphy började hon ett häpnadsväckande tillfrisknande. Hon kunde återuppta sina relationer med vänner och familj. Hon fick en son och upplevde återigen lycka, skratt och glädje för första gången på flera år. Kraften i tillvägagångssättet drevs hem till henne 2012, när en infektion krävde läkare att stänga av Murphys enhet i flera månader. Inom några dagar återvände hennes depression; men när enheten slogs på igen, säger hon, upplevde hon en kraftfull fysisk förvandling.

Det var bara en våg av värme som stiger genom dig, och jag kunde säga att den var på, säger hon. Jag vaknade dagen efter och det var en helt ny värld. Färgerna utanför var ljusare. Min son och jag gick till sagostunden. Det hade gått månader sedan bara han och jag gjorde något. Allt var nytt igen, och det var som om jag tog mig till andra sidan.

Inspirerat utökade Dougherty och Eskandar sina försök och såg liknande resultat med ett antal andra patienter (men absolut inte alla). Då var ett parallellt försök att använda DBS mot depression redan igång. I mars 2003 hade Helen Mayberg, en neurolog då vid University of Toronto, implanterat en DBS-enhet i en patient med depression och placerat den i ett smalt band av en hjärnstruktur som kallas subgenual cingulate. Hon publicerade en artikel i tidskriften Nervcell 2005, ett år före Murphys operation, rapporterade resultat i sex försökspersoner (hon följde upp det med en grupp på 20, som fortfarande följs idag). Liksom Murphy hade några av dem varit nästan katatoniska före operationen men återhämtade sig.

Maybergs första framgång med DBS, tillsammans med arbetet från Eskandar och Doughertys grupp, matade förväntningarna att enheten snart skulle vinna FDA-godkännande för ett tillstånd som drabbar miljontals amerikaner. Båda grupperna hade någonstans runt 50 procent svarsfrekvens, med remission i en tredjedel av fallen, enligt Dougherty. Men de stora prövningarna som FDA beordrade innan behandlingen kunde godkännas krävde kontrollgrupper för att mäta placeboeffekter. Experimenter implanterade DBS-enheter i alla frivilliga; sedan tilldelade de slumpmässigt hälften till ett standardprotokoll för stimulering och den andra hälften till ett protokoll där elektroden aldrig slås på. Efter att ha analyserat preliminära resultat stoppade FDA båda försöken. Det slutade med att vi fick en ganska hög placeboeffekt, säger Dougherty. Men det fungerade definitivt hos vissa människor.

Eskandar och Dougherty har sett för många anmärkningsvärda tillfrisknanden för att utesluta behandlingen. Mayberg förblir också en stark troende på kraften hos DBS för att behandla depression. Alla tre tror dock att ett mer sofistikerat DBS-system av det slag som Draper utvecklar sannolikt kommer att göra behandlingen mer effektiv. Anledningen är enkel: de problem som uppstår vid depression och andra psykologiska störningar är inte begränsade till en anatomisk plats. De är sjukdomar i neurala kretsar och uppvisar vanligtvis komplexa uppsättningar av symtom, som kan variera beroende på vilken eller vilka delar av kretsen som påverkas. Det betyder att det finns olika varianter av depression, och olika varianter av patienter med depression; varje person kan reagera olika beroende på var, när och hur hjärnan stimuleras.

En medlem av det kirurgiska teamet utvärderar patienten med den implanterade DBS-elektroden och bedömer fördelarna och eventuella biverkningar av proceduren.

Under de senaste åren har Mayberg börjat kartlägga de komplexa förbindelserna som strålar ut från den plats hon riktar sig till i DBS, en region som kallas område 25. Genom att arbeta baklänges hoppas hon kunna omvända kretsen och identifiera alla dess nav och beståndsdelar. Med en mer komplex enhet som kan känna av och stimulera inom flera områden, tror hon, kan det vara mer genomförbart att skräddarsy insatser till olika ämnen, anpassa stimuleringsmönster till deras specifika symptom och neurala aktiveringsmönster.

Eskandar och Dougherty har samtidigt ännu bredare ambitioner. De hoppas kunna utveckla terapier för en mängd andra mentala tillstånd som är så komplexa att det skulle vara praktiskt taget otänkbart att behandla dem med den nuvarande generationen av råa, enriktade enheter.

Berättande färger

Sitter i Eskandars labb tittar jag på en roterande 3D-bild av en genomskinlig skalle och hjärnan i den. Inom den svart-vita hjärnan är distinkta neurala aktiveringsmönster framhävda i tre olika färger: turkos, orange och magenta. För att skapa bilderna använde Eskandars kollegor funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI), en teknik som spårar förändringar i neural aktivitet genom att mäta blodflödet till olika delar av hjärnan. Den turkosa representerar hjärnaktiveringsmönstren som registrerats från en frisk person när han utförde en specifik uppgift. Orange och magenta representerar aktiveringsmönstren som registrerats från hjärnan hos två psykiatriska patienter när de utförde samma uppgift. Alla tre mönstren ser olika ut. Även om patienterna i orange och magenta båda har diagnostiserats med egentlig depression, har var och en ett ytterligare tillstånd: den ena lider av PTSD och den andra har generaliserat ångestsyndrom.

Dessa störningar, per definition, är konstellationer av symtom, säger Dougherty. Det är därför, menar han, en mer exakt behandling, bättre anpassad för enskilda patienter, kan göra stor skillnad. Det finns ingen depressionspunkt, säger han. Det finns ingen PTSD-punkt. Det finns ingen borderline personlighetsstörning plats.

Med hjälp av DBS-systemet som för närvarande finns tillgängligt, förklarar Eskandar när han pekar på de två deprimerade patienternas hjärnmönster, behandlingsstrategin skulle helt enkelt vara att slå på en elektrod och stimulera samma område av hjärnan för båda patienterna. Det avancerade DBS-systemet Dougherty och Eskandar utvecklas med Draper kommer däremot att kunna känna av onormala mönster av hjärnaktivitet i realtid och stimulera vilka områden som än påverkas. De bör anpassa sig när nya mönster dyker upp och applicera en stöt av elektricitet på rätt plats varje gång.

Eskandar påkallar återigen min uppmärksamhet på skärmen. De tre hjärnskanningarna vi tittar på, berättar han för mig, spelades alla in medan patienterna utförde en uppgift som mätte deras förmåga att tysta de känslomässiga områdena i hjärnan och svara på en fråga som krävde fokus och mental klarhet. Eskandar pekar på en av de deprimerade patienternas hjärnaktiveringsmönster och förklarar att det är samma mönster som man vanligtvis hittar hos patienter som upplever symtom på PTSD. Den känslostyrda delen av hjärnan som kallas amygdala är tänd av aktivitet. Den skjuter mycket mer robust än amygdalas hos normala patienter som utför samma uppgift. Det är som om den känslomässiga delen av denna patients hjärna skriker och dränker allt annat.

Föreställ dig, föreslår Eskandar, om vi helt enkelt kunde åsidosätta denna reaktion, manuellt aktivera och inaktivera lämpliga områden. I själva verket har han redan försökt visa just detta hos en patient som fått elektroder inopererade som förberedelse för operation för att behandla epilepsi (neurokirurger använder ofta denna teknik för att övervaka aktivitet och verifiera den exakta platsen från vilken anfallen kommer). Eskandar och hans team kunde höja patientens känslomässiga reaktion på en bild av ett mänskligt ansikte genom att stimulera amygdala, och de kunde dämpa det svaret genom att stimulera ett annat område, den dorsala främre cingulate cortex.

Teamet hoppas kunna designa en hel mängd nya DBS-behandlingar: enhetens elektroder kommer att sättas in på platser som väljs utifrån varje persons symtomkonstellation, och de speciella abnormiteterna i hjärnans kretsar kommer att avgöra var strömmen kommer att aktiveras. Eskandar är optimistisk om möjligheterna att behandla depression med dessa nya verktyg. Han har också stora förhoppningar om att behandla PTSD och generaliserat ångestsyndrom. Han mår till och med bra över möjligheterna att behandla missbruk, schizofreni och traumatisk hjärnskada. Men han erkänner att några av de tillstånd som han och Dougherty planerar att rikta sig mot, såsom borderline personlighetsstörning, förblir långa skott. Även i den enda psykiatriska sjukdomen för vilken DBS är FDA-godkänd, OCD, svävar framgångsfrekvensen fortfarande runt 50 procent – ​​en stark påminnelse om de utmaningar som ligger framför oss.

Eskandar och Dougherty har verkligen inga illusioner. Den mänskliga hjärnan är fortfarande ett av de mest gåtfulla och komplexa biologiska system som är kända. Och på många sätt är våra ansträngningar att förstå det fortfarande i sin linda. I slutet av detta år, säger Eskandar, hoppas han kunna visa att det nya systemet kan programmeras för att känna av ett specifikt mönster av hjärnaktivitet och svara på det. Det är ett relativt enkelt test av tekniken. Trots det är framgång inte säkerställd. Jag är säker på att det inte kommer att fungera första gången, eller förmodligen ens tredje gången, säger han. Men så småningom kommer det att fungera. Och vi kommer att fortsätta försöka tills vi får det rätt.

Adam Piore är en frilansjournalist baserad i New York.

Dölj